从专利看2015年全球行业巨头物联网生态圈布局得失

　　高盛将物联网定义为第三次互联网革命：通过数十亿的联网设备，物联网将带给世人众多新的商业机会与挑战。据麦肯锡估计，物联网市场规模到2025年可达6万亿美元。根据“调查与市场”(Research and Markets，总部位于爱尔兰的一家市场调研机构)的统计，全球有超过2000家公司从事物联网相关业务，有的直接出售物联网产品，有的在物联网技术发展过程中扮演了重要角色，有的开创了物联网商业的新模式。

　　商业生态圈由一组竞合关系的商业实体组成，这些商业实体通过创新共同构建一条新价值链，由此而创造一个新市场。物联网应用范围极广，无论是智能家居、联网汽车、在线医疗还是商业/工业应用都能覆盖。因此，许多物联网厂商都横跨多个行业，从半导体、消费电子、信息技术、通信、健康看护、医疗设备、零售、工业电子与制造到交通运输，都可以参与到物联网生态圈建设当中。

　　根据在专利申请方面的统计结果，物联网生态圈的重要玩家包括三星电子、谷歌、丰田、福特、通用汽车、飞利浦、通用电气、IBM、思科与爱立信。

　　三星是智能家居市场的主角。在智能家居领域专利申请数量上三星名列前茅，全球超过70家厂商共申请了400多份智能家居相关专利，三星占比接近15%。三星这方面的专利高度集中在家庭自动化与安全应用领域，用以支撑其“三星智能物联(Samsung SmartThings)”业务。三星智能物联是第一个全集成的智能家居系统，该系统提供家庭自动化与安全服务，以使人们的日常生活更轻松、舒适和安全。最近三星也申请了许多家庭能源管理与智能照明的专利，这是三星在2016年继续领跑智能家居市场的前奏。

　　例如，编号为US20150330652的专利描述了一种温度控制的方法与设备，用于暖通空调系统(HVAC)可有效节能。该方法通过判断某一空间有没有人来进行温度控制。当某区域没有人时，温控设备会根据无人时段的概率分布数据来确定该区域是否启动空调;如果检测到有人进入这一区域，温控设备会根据预设数据确定用户想要的温度，然后计算出回溯(setback)温度，根据回溯温度来进行温度调节。

　　谷歌(包含Nest Labs)是智能家居领域的另一个主角，与三星类似，谷歌在该领域申请的专利数占比也接近15%。谷歌的专利专注于能源与设备管理，近期申请的不少专利则侧重安全监控(例如灾害监测、老人看护等)与家庭安全。例如，编号为US20150120598的专利描述了一种防盗送递包裹系统，该系统从快递员处接收快递包裹，然后将包裹存放在一个安全地点，该地点无论快递员还是系统用户均可以信任。(小编语：这与我朝小区物业办公室接收快递有何区别?)

　　谷歌也有很多专利布局在健康监控生物医疗传感设备方面。健康监控生物医疗传感设备能够实时监控个人的血糖、心率、血压等数值，这样的设备使得远程医疗服务得以实现。

　　例如，编号为US20150164321的专利描述了一种放置在眼球表面可以测量眼压的设备。该设备采用一种透明凹面聚合物材料，可以放置在角膜表面，该聚合物材料里面包含了一个天线、一种可膨胀构件、一个传感器及其控制元器件。该设备放置到角膜表面以后会发生膨胀，从而对角膜表面施加压力，传感器通过测量电阻变化来感知角膜变形所产生的反作用力。通过测量角膜变形(甚微变形，取下设备后应能恢复)所导致的电阻变化就可以得到眼压的数据。

　　丰田、福特与通用汽车是联网汽车的三大主角。这三家申请的物联网汽车专利涵盖了安全/防撞、智能导航、智能驾驶辅助、影音娱乐与自动驾驶等应用领域，联网汽车在车间通信(Vehicle-to-Vehicle，简称V2V)与车基通信(Vehicle-to-Infrastruture，车辆与基础设施通信，简称V2I)方面的研究也是重点。

　　例如，在编号为US2014005906的专利中，丰田描述了一种依据预测本车位置与前车移动轨迹来辅助驾驶员行驶的系统，前车的动态依靠车间通信来获得，该系统在严重拥堵的状态时会极大的缓解驾驶员的不适感。编号为US9031779的专利提出了一种具备防撞功能的智能导航系统，该系统利用车载网络与其他设备协作，来帮助汽车在任何环境中应对危险、失效、障碍、缺陷以及其他非正常状态。该系统自动侦测行驶环境中的危险与障碍，然后根据实时状况进行分类处理，最终完成路线规划。自动路线规划能够避免这些危险状况造成的时间浪费与经济损失。

　　另外一个例子是编号为US20150149088的专利，福特汽车在这个专利中提出了一种自动驾驶防撞系统。该系统使得自动驾驶汽车能够预测到自己前进路线上出现的障碍目标，当系统判断将会发生碰撞时，会改变汽车的行驶路线以避免发生事故。

　　飞利浦是物联网健康医疗应用方面的霸主。飞利浦与亚马逊宣布共同提供在线健康看护新平台。该在线健康看护平台基于飞利浦健康组合云平台(could-based HealthSuite platform)与亚马逊的云服务(亚马逊网络服务，简称AWS)物联网平台。飞利浦的专利包含健康看护IT系统、远程健康医疗、人体传感器网络与预防预测健康看护等应用。

　　例如，编号为US8884754的专利描述了一种通过人体传感器网络检测病人主要参数的方法，此方法提升了人体传感器网络与非接触人体监控设备之间的通信速度。飞利浦也有很多智能照明方面的专利。

　　通用电气是物联网健康医疗应用方面的另一个霸主(小编语：霸主与主角好多……)。通用电气在工业物联网方面变现也非常出色。根据通用电气与埃森哲给出的工业互联网深度调查报告(Industrial Internet Insights Research Report)，结合了物联网与大数据分析的工业互联网将在航空航天、石油燃气、交通运输、能源电力、加工制造、医疗健康以及矿业开采等诸多领域创造巨大的商业机会。

　　例如，专利US20150040051提出了一种能够监视不同机械设备与系统的工业监视系统，专利US20150032464描述了一种自动诊疗系统，根据从病人佩戴的传感器得到的信息及其病历可以分析其病情，并给出定制化的治疗方案。通用电气同样在智能照明方面拥有众多专利。

　　IBM是物联网数据分析领域的领先者。IBM计划未来四年投资30多亿美元用于物联网业务的开发。预测性分析是根据现在及历史数据来推测事物发展的趋势，预测性分析可以适用于多种物联网应用场景，例如实时资产管理与工业设备的维护状况预测等。

　　例如，专利US20140236650描述了一种可节约成本的端到端资产管理方法，通过分析资产管理流程，改进维护操作方式(例如，规划、预防、维护及操作参数控制)来达到节约成本的目的。

　　随着传感器收集来的数据越来越庞大，物联网大数据分析变得越来越重要。专利US20150134704提出了一种实时处理大规模松散数据的方法。

　　思科是物联网生态圈网络连接方面的执牛耳者。最近思科与爱立信宣布达成战略合作伙伴关系，携手共创网络技术的未来。在物联网的网络连接应用方面，思科申请了100多项专利，主要涉及用于机器学习(Machine learning， 简称ML，小编：哦)的智能自动物联网，物联网络预测性分析，用于智能电网的确定性网络(deterministic networking)以及雾计算(fog computing，相对云计算，雾计算的计算能力分布更偏向终端，终端与分节点将具备更多的计算、存储、通信及配置的功能，减轻云计算数据中心的计算负担。 小编语：第一眼看到直接翻译成霾计算……)。

　　例如，专利US20150195216描述了一种采用机器学习来预测信道行为的方法，然后多跳网络(multi-hopping network)系统可根据预测结果来选择合适的传输策略。

　　专利US20150333992提出了一种应用预测分析来管理物联网的网络设施。

　　数十亿台联网设备接入物联网将产生天文数字的待处理数据，这些数据很容易耗尽负责云计算的后端IT系统的计算资源，采用雾计算(或者边缘计算，Edge computing)让更多物联网终端智能设备来分担计算负担将使这种状况得到极大缓解。专利US20150261876描述了一个包含了多重雾计算设备的网络环境，每个雾计算设备都有独立的网络连接。

　　思科亦是物联网生态圈网络连接方面的执牛耳者(小编语：幸好牛有两只耳朵)。机间通信(Machine to Machine， 简称M2M)是指不经人类干预而完成两台机器之间的通信(有线通信、无线通信或者两种都具备)方式。爱立信正在研发具备高速移动与低延迟特性的无缝切换机间通信网络。

　　例如，专利US20150319771提出了一种用物联网设备低成本实现机间通信的方法，该方法采用现代手机移动通信标准，但是功耗却很低。专利US20150078327描述了一种传输规划的功耗优化方法，可用于能量收集供电的机间通信设备上。专利US20150249901提出了一种通过手机移动网络来使能机间通信服务的架构。

　　爱立信也在开发用于低功耗无线个人局域网的IPv6技术(IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks，简称6LoWPAN)。6LoWPAN由互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，简称IETF)制定的一系列标准，该标准通过增加一个适配层(adaptation layer)并优化相关的协议，使得IPv6更适应由简单嵌入式设备构成的低功耗、低数据速率的无线网络环境，其最终目标是使用802.15.4协议来收发IPv6数据包。谷歌推出的物联网连接标准Tread即采用6LoWPAN技术来连接智能家居设备。采用6LoWPAN技术的射频设备通常要在存储空间/计算能力、功耗与射频传输距离之间取得平衡。

　　低功耗的物联网设备支持6LoWPAN功能是一个很大的挑战，若实现高级IPv6协议则会面临更大的挑战。爱立信编号为US20150245332的专利即描述了一个这样的系统，该系统构建了一组支持6LoWPAN协议的网路，具备6LoWPAN功能的低功耗物联网设备之间可以通过6LoWPAN格式来进行通信。